本實(shí)用新型涉及一種用于農(nóng)田節(jié)水灌溉的自動(dòng)灌止水裝置，屬于農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，具體地涉及一種用于農(nóng)田末級(jí)灌水渠道且符合節(jié)水灌溉要求的自動(dòng)灌止水裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展水平和農(nóng)業(yè)水利項(xiàng)目工程的發(fā)展密不可分，而水閘的建設(shè)是農(nóng)田水利建設(shè)的重要組成部分。在國(guó)家政策支持下，一些大型灌區(qū)不斷建成與發(fā)展，灌區(qū)逐漸使用自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，在帶來便利的同時(shí)也存在著一些問題亟待解決。

灌區(qū)田間有水，不適宜埋設(shè)電線，不能為水閘開關(guān)提供電力，水閘的開啟還需要人為操作，特別是在放水和止水時(shí)需要農(nóng)民根據(jù)灌溉量手動(dòng)開關(guān)水閘，且灌區(qū)管理人員放水時(shí)間多在晚間，在時(shí)間、氣候、人力等綜合因素影響下，農(nóng)民不會(huì)嚴(yán)格按照規(guī)定開關(guān)水閘放水和止水，田間灌水量常常不受控制，導(dǎo)致多灌或少灌，影響了田間控制灌溉的效果和植物的生長(zhǎng)發(fā)育，不利于節(jié)水灌溉的理念實(shí)施。

水閘建設(shè)是農(nóng)水水利建設(shè)的重要組成部分，也是灌溉中的“最后一站”。設(shè)計(jì)出可根據(jù)田間水位自動(dòng)灌止水的裝置不僅有利于控制灌溉的實(shí)現(xiàn)，還能節(jié)省人力物力，科學(xué)有效地控制灌水量，節(jié)約田間用水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述田間水閘需人為開啟、灌止水效果差的問題，提供了一種科學(xué)有效，便于拆卸和調(diào)整更換，可操作性強(qiáng)，可根據(jù)預(yù)設(shè)水位上限和下限開閉水閘的自動(dòng)灌止水裝置，同時(shí)可改變浮體的重量和尺寸，適應(yīng)不同的節(jié)水灌溉需求。

本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種適用于節(jié)水灌溉的自動(dòng)灌止水裝置，包括了末級(jí)渠道矩形放水口、PVC立方體閘門、升降繩、傳動(dòng)杠桿、支撐桿、基座、觀測(cè)井、浮體、浮體延伸腳和磁鐵；PVC立方體閘門和浮體通過連接繩分別連接于傳動(dòng)杠桿的兩端；傳動(dòng)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接于支撐桿上，支撐桿與基座固連；觀測(cè)井與田間水位聯(lián)通，在觀測(cè)井底部?jī)?nèi)壁四方各設(shè)置有一塊磁鐵；浮體位于觀測(cè)井中，浮體下端設(shè)置有四個(gè)延伸腳，每腳下部各固定一塊磁鐵。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述末級(jí)渠道矩形放水口設(shè)置在上一級(jí)渠道外壁上，為田間輸水通道，當(dāng)PVC立方體下放時(shí)，放水口關(guān)閉，阻隔末級(jí)渠道和上一級(jí)渠道，停止田間供水；當(dāng)PVC立方體被提升時(shí)，放水口打開，聯(lián)通上一級(jí)渠道，向田間灌水。所述PVC立方體閘門的升降通過傳動(dòng)桿杠，受浮體的升降控制；當(dāng)田間水位，即觀測(cè)井水位下降到-10cm灌溉下限時(shí)，浮體隨水位下落直至被底端磁鐵吸附，閘門上升，渠道持續(xù)向田間灌水；水位逐漸上升，浮體腔體結(jié)構(gòu)在上，所受浮力漸漸增大，當(dāng)水位到達(dá)+5cm時(shí)達(dá)到灌水上限，浮體擺脫磁體吸附，快速上升，引起閘門瞬時(shí)下降，關(guān)閉放水口，停止灌水。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮體為長(zhǎng)方體，由兩部分組成，上半部分為腔體結(jié)構(gòu)，高15cm，長(zhǎng)80cm，寬60cm，所受浮力較大；下半部分填充重物，高3cm，長(zhǎng)80cm，寬60cm。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮體的上下兩部分可拆卸，腔體結(jié)構(gòu)部分下表面設(shè)有滑動(dòng)凹槽，凹槽形狀為長(zhǎng)方形，尾部為圓形，重物部分上表面設(shè)有定位圓形凸粒，凸?？ㄔO(shè)在凹槽中緊密連接腔體結(jié)構(gòu)和重物上下兩部分，凸粒能夠沿凹槽滑動(dòng)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮體下表面各邊通過定位螺絲固定四個(gè)延伸腳，延伸腳高30mm，寬20mm。

所述連接繩為輕質(zhì)繩，摩擦忽略不計(jì)。

本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型中裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，巧妙利用磁力和浮力的作用控制水閥開閉；可根據(jù)預(yù)設(shè)水位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌止水，做到科學(xué)、定量、準(zhǔn)時(shí)地供給田間用水，高效可行，節(jié)省人力物力；利用磁力隨距離增大快速下降的原理，使水閘能夠快速關(guān)閉，節(jié)約水源，控制灌溉量。

附圖說明

圖1為自動(dòng)灌止水裝置的示意圖。

圖2為自動(dòng)灌止水裝置結(jié)構(gòu)平面圖。

圖3為浮體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1-3所示，一種用于農(nóng)田控制灌溉的自動(dòng)灌止水裝置，包括了末級(jí)渠道矩形放水口1、上一級(jí)渠道2、PVC立方體閘門3、連接繩4、固定桿5、滑輪6、支撐桿7、基座8、觀測(cè)井9、浮體10、浮體延伸腳11和磁鐵12。

PVC立方體閘門3和浮體10通過連接繩分別連接于傳動(dòng)杠桿5的兩端；傳動(dòng)杠桿5通過轉(zhuǎn)軸6固定于支撐桿7上，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐桿下與基座8固連；觀測(cè)井9與田間水位聯(lián)通，在觀測(cè)井9內(nèi)壁四周各設(shè)置有一塊磁鐵12；浮體10位于觀測(cè)井9中，浮體10的下端設(shè)置有四個(gè)延伸腳11，每延伸腳11下端固定一塊磁鐵12。

所述浮體10為長(zhǎng)方體，浮體10包括兩部分，上半部分為腔體結(jié)構(gòu)，高15cm，長(zhǎng)80cm，寬60cm，所受浮力較大；下半部分填充重物，高3cm，長(zhǎng)80cm，寬60cm。隨著水位上升，浮體上半部腔體結(jié)構(gòu)所受浮力能夠不斷增大。

如圖2所示，浮體10包括延伸腳11，磁鐵12，腔體結(jié)構(gòu)13、重物14、凹槽15、定位凸粒16、定位螺絲17。

所述浮體的上下兩部分可拆卸，可根據(jù)所需的重力和浮力調(diào)整浮體重量和體積。腔體結(jié)構(gòu)13部分下表面設(shè)有滑動(dòng)凹槽15，凹槽15形狀為長(zhǎng)方形，尾部為圓形，重物14部分上表面設(shè)有定位圓形凸粒16，凸粒16卡設(shè)在凹槽15中緊密連接腔體結(jié)構(gòu)和重物上下兩部分，凸粒16能夠沿凹槽15滑動(dòng)。

所述浮體下表面各邊通過定位螺絲17固定有四個(gè)延伸腳11，延伸腳11高30mm，寬20cm，防止浮體旋轉(zhuǎn)或傾翻。當(dāng)水位降到-10cm時(shí)，四個(gè)延伸腳11的磁鐵12與觀測(cè)井底部的磁鐵12相互吸附。

所述一種用于農(nóng)田控制灌溉的自動(dòng)灌止水裝置的具體運(yùn)行過程如下：當(dāng)田間水位下降到-10cm時(shí)，浮體10隨觀測(cè)井9中的水位下降，拉動(dòng)連接繩4，繩4通過滑輪6使另一端上升；上升端連接繩4提升PVC立方體閘門3，使得閘門打開，末級(jí)渠道與上一級(jí)渠道聯(lián)通，渠道放水口1放水進(jìn)入農(nóng)田。隨著灌水量的增大，田間水位和觀測(cè)井9水位逐漸上升，此時(shí)浮體10仍被觀測(cè)井底端磁鐵12吸附；水位上升時(shí)，浮體10所受浮力不斷增大，當(dāng)水位上升至+5cm時(shí)，浮體10所受浮力和拉力之和與重力和磁力之和達(dá)到平衡，浮體10脫離磁鐵，磁力迅速下降；浮體10快速上升，繩4的另一端PVC立方體閘門3瞬時(shí)下落，完全阻隔末級(jí)渠道和上一級(jí)渠道，關(guān)閉渠道放水口1。

由上述步驟給出裝置運(yùn)行的理論公式：

假設(shè)浮體所受拉力為T，浮體本身重量為G，所受浮力為F，磁鐵吸附時(shí)所受磁力為S；

當(dāng)水位在以下，浮體在觀測(cè)井底端，磁鐵相互吸附，水閘放水：

T+F<S+G；

隨著水位上升，浮體因上部是腔體結(jié)構(gòu)，所受浮力為F不斷增大。

水位上升到，達(dá)到平衡狀態(tài)：

T+F≥S+G；

此時(shí)磁鐵分開，磁力隨著距離增大而快速減小，忽略不計(jì)：

T+F>G；

此時(shí)浮體上升，閘門下落，放水口關(guān)閉。

以下給出裝置各部分零件的參考材料，使用中不限于以下材料和尺寸：

表1各部件的參考材料